Ing. Jan Buriánek. Katedra softwarového inženýrství Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze Jan Buriánek, 2010

Transkript

1 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 1/28 Ing. Jan Buriánek Katedra softwarového inženýrství Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze Jan Buriánek, 2010 Multimediální a grafické aplikace (BI-MGA), ZS 2010/11, Přednáška 5 MI-POA Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

2 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 2/28 Témata Obsah HDTV řetězec bez komprese Datové toky pro HDTV Bitmapové formáty (JPEG, TIFF, PNG, PPM, ) Formáty MPEG-1, 2, 4, 7, 21 Formát WMV

3 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 3/28 Zdroje informací Encyklopedia formátů Studijní materiál

4 HDTV řetězec Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 4/28

5 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 5/28 Formáty pro ukládání obrazu - taxonomie Dle druhu komprese Ztrátová komprese Neztrátová komprese Dle všeobecného užití Standardní formát (ISO standard) Proprietální formát Dle typu ukládaných dat Bitmapový formát Vektorový formát 3D formát Video formát Audio formát

6 Redundance obrazové informace Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 6/28

7 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 7/28 Bitmapové formáty GIF Graphics Interchange Format CompuServe komerční formát nutnost licence Původně na Apple, první verze 87, pak 89a Jednobitový alfa-kanál, jednoduchá animace Pouze 8-bit formát! (paletové barvy) Proslavil se na internetu před příchodem Flashe Nyní obsolette formát

8 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 8/28 Bitmapové formáty PPM Portable Pixel Map Textový formát pro snadné použití v aplikacích Rozšířen již od dob prvních UNIX počítačů Varianty PBM, PGM, PNM, velmi podobné Lze vytvářet obrázky i v textovém editoru P3 # feep.ppm

9 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 9/28 Bitmapové formáty PNG Portable Network Graphics Neztrátová komprese Systém prokládání Systém odečítání pixelů

10 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 10/28 Bitmapové formáty TIFF Tag Image File Format Původně Aldus (1986), později ISO standardní formát Umí RGB i CMYK Obsahuje i možné poznámky a speciální data Umí více než 24-bit obrázky (do 16-bit na kanál) Umí velké obrázky (až x ) Komprese LZW, ale může vnitřně být nekomprimovaný i JPEG comprese

11 Bitmapové formáty JPEG (JFIF) JPEG File Image Fomat Formát expertů JPEG (Joint Picture Expert Group) Navržen pro přenášení a uložení fotografií Využívá ztrátovou kompresi s laditelnou ztrátou informace Interně pod-vzorkovává barevný prostor na 4:2:0 Nové varianty JPEGu lossless (neujal se) a JPEG2000 Více informací viz. JBIG (Joint Bi-level Image experts Group) JPEG (ISO/IEC IS ITU-T Recommendation T.81, 4 části) JPEG2000 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 11/28

12 Bitmapové formáty JPEG v kostce Používá ztrátovou komprimaci, interní barevný prostor je YCbCr a vzorkování 4:2:0 Interně dělí obraz na makrobloky 8x8 pixelů, využívá DCT Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 12/28

13 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 13/28 Bitmapové formáty JPEG problém Předpoklad nezávislého kódování bloků 8x8 NEplatí, tzv. blocking artefact problem.

14 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 14/28 Bitmapové formáty JPEG2000 nová verze JPEG formátu Nový formát expertů JPEG (Joint Picture Expert Group) Navržen pro vysoce kvalitní ukládání fotografií Ujal se pro archivaci a v Digital Cinema průmyslu Využívá ztrátovou kompresi založenou na Wavelet kompresní metodě Umí i neztrátovou kompressy (loss-less SPIHT compression) Náročné pro dekódování a kódování Velmi kvalitní výstupy Umí i více než 24-bitů, alfa-kanál aj.

15 JPEG2000 v kostce Bitmapové formáty Využívá Wavelet transformaci (WDT) Používá pyramidový systém ukládání dat Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 15/28

16 JPEG2000 v kostce Bitmapové formáty Využívá Wavelet transformaci (WDT) Používá pyramidový systém ukládání dat Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 16/28

17 HDR High Dynamic Range - Formáty Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 17/28

18 HDR High Dynamic Range - Formáty Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 18/28

19 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 19/28 HDR Bitmapové formáty - akvizice JPEG2000 Radiance RGBE nebo XYZE (HDR) OpenEXR (EXR) Pixar Log TIFF format SGI 24/32-bit LogLuv TIFF Codec

20 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 20/28 Bitmapové formáty - ostatní BMP (Windows BitMaP) nebo DIP (Device Independent Bitmap) PIC (Apple Quick Time PICture) TGA (Targa Graphics Adapter format) TGA24 (RGB) a TGA32 (RGBA) DDS (Direct Draw Surface) Microsoft, DirectX DPX (Digital moving-picture exchange) Cineon Pro digitální kina a filmy HDR Greg Ward RADIANCE formát pro High Dynamic Range obrázky OpenEXR Industrial Light and Magic otevřený formát

21 Nekomprimované datové toky - video Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 21/28

22 HDTV datové toky pro záznam videa Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 22/28

23 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 23/28 Formáty pro záznam videa - komprimace

24 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 24/28 Formáty pro video, animace a filmy MPEG Motion Picture Expert Group MPEG-1 VideoCD, digitální verze VHS MPEG-2 DVD včetně HDTV verze MPEG2-Layer3 (MP3)?MPEG-3 MPEG-4 Hyper-obecný formát, neujal se v plné šíři H.264/AVC Spojení H standardů a MPEG-4 standardů AVC == MPEG4 specifikace 10, Audio Video Codec

25 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 25/28 Formáty pro animace a filmy MPEG-7 Formát pro záznam metadat a organizace obrazových formátů MPEG-21 Speciální formát pro vyhledávání uvnitř multimediálních databází Microsoft VC-1 SMPTE standard Původně interní kodek WMV9 (první implementace VC-1 kodeku) Velmi efektivní kodek, SIMD dekódování Podvzorkovává interně barvy! Očekává se VC-2 Standard i pro BluRay

26 Formáty pro animace a filmy - kodeky Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 26/28

27 Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 27/28 Shrnutí Fámy MPEG4 musí být vždy lepší než MPEG2 Existuje MPEG-3 JPEG je loss-less komprese při kvalitě 100% Zvolený datový tok lze vždy dosáhnout

28 Děkuji Dotazy Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Komprese a formáty souborů BI-MGA, 2010, Přednáška 5 28/28